Microstructure of AlSi17Cu5 alloy after overheating over liquidus temperature

Microestructura de la aleación AlSi17Cu5 tras sobrecalentamiento por encima de la temperatura de liquidus

El artículo presenta ensayos de microestructura de la aleación AlSi17Cu5. Para desintegrar el grano primario de silicio se aplicó la denominada transformación tiempo-temperatura TTT, que se basaba en sobrecalentar la aleación líquida muy por encima de la temperatura T_liq., sumergirla en ella durante 30 minutos y fundirla en un molde de fundición. Se comprobó que dicho proceso provoca la obtención de una estructura cristalina fina y los cristales primarios de silicio adoptan la forma de pentaedros o frustraciones de pirámides. Con el uso de microanálisis de rayos X y análisis de difracción de rayos X se confirmó la presencia de fases intermetálicas Al₂Cu, Al₄Cu₉ que son los ingredientes de eutécticos α - AlCu - β y fase Al₉Fe₂Si que es una parte de eutéctico α - AlFeSi - β.

INTRODUCCIÓN

Entre las aleaciones técnicas Al, las siluminas son las más importantes, en particular las que tienen un contenido superior al 13 % de peso de Si. Se trata principalmente de la industria aeronáutica, las tecnologías de cohetes, la industria de la ingeniería y el transporte. Esta amplia aplicación de las aleaciones hipereutécticas Al - Si es el resultado de su baja expansión térmica, sus buenas características físicas y mecánicas, así como sus beneficiosas propiedades tribológicas y utilitarias. La estabilidad dimensional y térmica especialmente alta, la resistencia a la corrosión y la buena conductividad térmica deciden una amplia aplicación en la industria automovilística, entre otras cosas, para piezas moldeadas de pistones sometidos a grandes cargas en motores de combustión interna, unidades motrices, cuerpos de cilindros, compresores, bombas y frenos. La microestructura de las siluminas es responsable de este hecho, ya que durante las condiciones estándar de colada se forman algunos cristales dendríticos esparcidos de Al con una contribución variada de eutéctico de grano grueso α(Al) - β(Si) y cristales multiextremos en forma de estrella de silicio que sufren cristalización primaria. El cambio de esta estructura desfavorable puede llevarse a cabo mediante la modificación y el refinado [1-5], la adición de aditivos de aleación [6, 7], la influencia del campo electromagnético [8], la eliminación rápida del calor [9, 10] y la aplicación del denominado tratamiento térmico de aleaciones en estado líquido [11]. Este proceso se basa en el sobrecalentamiento de la aleación líquida por encima de la temperatura T_liq, el calentamiento a esta temperatura durante un periodo de tiempo determinado y la posterior colada en un molde.

OBJETIVO Y ALCANCE DE LOS ESTUDIOS

El objetivo de los ensayos de microestructura de la aleación AlSi17Cu5 era determinar

- la forma morfológica y la distribución en la matriz α (Al) de las precipitaciones primarias de cristales de silicio,